Sopeutumisen integrointi Kööpenhaminan metron suunnitteluun

Sekä Kööpenhaminan metron maanalainen osa että maanpäällinen osa asettavat ilmastonmuutokseen liittyviä haasteita. Erityisesti rankkasateet, myrskyt (joita merenpinnan nousu voi voimistaa) ja myrskyt voivat vaikuttaa infrastruktuuriin ja vaikuttaa metron toimintaan ja matkustajien turvallisuuteen. Ennusteet merenpinnan noususta ja äärimmäisistä sääilmiöistä ovat muuttuneet merkittävästi viime vuosina. Ilmastonmuutoksen odotetaan lisäävän pilvisyöksyjen ja myrskyjen riskiä enemmän kuin aiemmin oletettiin, mikä muuttaa metron korkean turvallisuustason suunnitteluolosuhteita. Sen vuoksi Kööpenhaminan metron ilmastokestävyyden varmistamista koskevia tiukempia vaatimuksia on vähitellen hyväksytty.

Tanskan ilmatieteen laitoksen (DMI) vuoden 2014 raportin mukaan Tanskan tulevasta ilmastosta, jossa hahmotellaan Tanskan ilmaston kehitystä vuoteen 2100 asti, maassa esiintyy merenpinnan nousua ja useammin ja vakavampia äärimmäisiä sääilmiöitä. Raportin tulokset perustuvat IPCC:n AR5-skenaarioihin. Ilmastosimulaatioita ja niihin liittyviä epävarmuustekijöitä parannetaan CMIP5-ilmastomallien yhdistelmällä lasketuilla ennusteilla (Coupled Model Intercomparison Project Phase 5). Raportin mukaan merenpinta Tanskan ympärillä on 0,1–0,6 metriä korkeampi optimistisimmassa skenaariossa (RCP2.6), 0,2–0,7 metriä korkeampi väliskenaariossa RCP4.5 ja 0,3–0,9 metriä korkeampi pessimistisemmässä skenaariossa (RCP8.5). Nämä luvut koskevat vuosisadan loppua (2081–2100) verrattuna viitekauteen 1986–2005. Merenpinnan nousu yhdessä muuttuvien tuulikuvioiden kanssa johtaa todennäköisesti lisääntyneisiin myrskyn nousukorkeuksiin.

Merenpinnan nousun lisäksi on odotettavissa, että äärimmäisiä sääilmiöitä (myrskyjä ja pilvisyöksyjä) esiintyy useammin ja että ne ovat ilmastonmuutoksen vuoksi vakavampia, mikä pahentaa Kööpenhaminan metron tulvariskiä. Näitä tapahtumia, joilla on paikallisia vaikutuksia, on vaikea suunnitella, koska ne voivat vaihdella suuresti lyhyen matkan sisällä.

Suunnitelluilla ja toteutetuilla toimenpiteillä pyritään parantamaan Kööpenhaminan metrojärjestelmän suojaa ilmastonmuutoksen aiheuttamilta vaaroilta, pääasiassa rankkasateiden ja myrskyjen aiheuttamilta tulvilta. Toimenpiteiden tarkoituksena on suojella metron infrastruktuuria ja toimintaa sekä matkustajien turvallisuutta.

Metroselskabetin ilmastonmuutokseen sopeutumisen strategia tukee ilmastonmuutokseen sopeutumisen sisällyttämistä metrolinjojen suunnittelu- ja mitoitusvaiheeseen varhaisessa vaiheessa siten, että sen jälkeen tarvitaan vain vähäisiä käynnissä olevia muutoksia.

Jotta Kööpenhaminan metrojärjestelmää voitaisiin suojella paremmin tulvilta, rankkasateista ja myrskytulvista johtuva odotettu korkein vedenkorkeus on arvioitu erikseen kullekin asemalle. Näin pystyttiin tunnistamaan tarkka korkeustaso jokaiselle sisäänkäynnille, portaille, tunnelin ilmanvaihdolle, luiskalle, tekniikkahuoneelle, kuilulle, hissille sekä ohjaus- ja huoltokeskukselle. Edellä mainitut alueet ja laitteistot ovat radan lisäksi kaikkein haavoittuvimpia, ja vian ilmetessä ne voivat vaikuttaa metron toimintaan ja sen turvallisuuteen.

Pilvipurkausten aiheuttaman kunkin aseman korkeimman vedenkorkeuden tunnistamiseksi on harkittu 1: 2,000-vuoden tulvatapahtumaa, tapahtumaa, jolla on 5%: n mahdollisuus tapahtua metron elämässä (100 vuotta). Tähän mennessä Metroselskabetin ilmastosopeutustyö on keskittynyt M1- ja M2-linjoihin. Ilmastonmuutoksen seurauksena näiden ratojen turvallisuustaso ei enää vastaa alkuperäistä suunniteltua tasoa. Nämä linjat ovat nyt täysin suojattuja pilvipurkausten aiheuttamilta tulvilta. Hiljattain rakennettujen (M3 City Ring, M4 Nordhavn) ja rakenteilla olevien metroosuuksien (M4 Sydhavn) osalta otettiin huomioon päivitetyt ilmastoennusteet pilvisyöksyn ja myrskyjen esiintymisestä ja voimakkuudesta. Näiden oletusten perusteella todettiin, että metroasemat olisi sijoitettava eri tasoille, kolmesta viiteen metriin, jotta kiinteät laitteistot voidaan suojata 10 000 vuoden tulvatilanteelta.

Sen lisäksi, että kriittisten metroelementtien korkeustasot ovat nousseet, metron suunnittelussa on yksilöity ja sisällytetty monenlaisia toimenpiteitä, joilla parannetaan sen kykyä sietää tulvia. Näitä toimenpiteitä ovat muun muassa seuraavat:

• Maanalaisten asemien sisäänkäyntien ympärillä oleva alue on suunniteltu varmistamaan sadeveden valuminen pois aukoista. Lisäksi joillakin maanalaisilla asemilla on otettu käyttöön askel, joka vaatii askelta ylöspäin ennen kuin menet alas asemalle.
• Jos metro kulkee maanpinnan yläpuolisilta osuuksilta alas tunneleihin, raiteiden yli on rakennettu vahva viemäriritilä, johon sadevesi kerääntyy ja pumpataan ulos, jotta se ei pääse tunneleihin.
• Maanpäällisessä metrojärjestelmässä viemärit asennetaan raiteille, jotka johtavat veden ulos paikalliseen viemärijärjestelmään.
• Kaikilla maanalaisilla asemilla on pumppauskapasiteettia, joten tunnelin täyttyessä vesi pumpataan automaattisesti pois.
• Tulvaportteja perustetaan joihinkin maanalaisiin asemiin, joissa metrojärjestelmä on suoraan yhteydessä muuhun infrastruktuuriin, jotta metro voidaan suojata julkisen liikenteen junajärjestelmän muista osista tulevilta tulvilta.
• Maanalaiset asemat on suojattu kaupungin viemärijärjestelmän takaisinvirtaukselta.
• Vedenpitävien ulko-ovien asennukset useiden asemien tekniikkahuoneisiin sekä sähkö- ja mekaanisiin asennuksiin ovat tehneet niistä vedenpitäviä.
• Tekniikkahuoneisiin on asennettu 0,3 m korkea oviaukko.
• Gabion-seinät on rakennettu joillekin maanpäällisille metro-osille, kuten Itä-Amagerille. Gabion-seinä on seinä, joka on tehty kivillä täytetystä häkistä; tekniikkaa, jota käytetään rannikkoalueiden puolustuksessa ja aallonmurtajissa. Ne ovat maanpäällisissä osissa käytettäviä rakenneosia, jotka eivät kuitenkaan yksin riitä suojaamaan tulvilta.
• M1- ja M2-linjoihin on asennettu jopa 2,3 m korkeita vesitiiviitä seiniä (betoniseinien ja gabioniseinien yhdistelmä), jotka suojaavat meriaalloilta maanpäällisissä metro-osissa. Uusilla ja suunnitelluilla linjoilla seinien korkeus voi olla korkeampi, mikä heijastaa harkittuja lisääntyneitä ilmastokestäviä vaatimuksia.

Suojaus pilvipilviltä ja myrskyiltä varmistettiin myös rakennusaikana työntekijöiden ja koneiden suojaamiseksi

Ilmastonmuutoksesta huolimatta nykyisten ja suunniteltujen metrolinjojen suunnittelu ei ehkä riitä täydelliseen suojaamiseen äärimmäisiltä tapahtumilta, merenpinnan nousulta ja myrskyjen nousulta tulevaisuudessa, kun otetaan huomioon ilmastonmuutoksen muuttuva luonne ja siihen liittyvät ennusteet. Metroselskabetin alustavat analyysit osoittavat, että käytössä olevan metron täydellinen suojaaminen aiheuttaa korkeita kustannuksia. Metroselskabet on arvioinut, että koko pääkaupunkiseudun, Suur-Kööpenhaminan, ulkoinen suojelu on sosioekonomisesti tarkoituksenmukaisempaa kuin pelkästään metrolaitteistojen suojelu. Metron suojelemiseksi tarvittavien toimenpiteiden taso riippuu suuresti siitä, miten päätettiin suojella Suur-Kööpenhaminaa yleensä. Kööpenhaminan kunta työskentelee vuosikymmeniä kestävien kaupunkielementtien asteittaisen suojelun puolesta.

Tärkein Kööpenhaminan metron rakentamiseen, toimintaan ja ilmastokestävyyden varmistamiseen osallistuva institutionaalinen sidosryhmä on Metroselskabet, joka on Kööpenhaminan kaupungin (50 %), Tanskan hallituksen (41,7 %) ja Frederiksbergin kaupungin (8,3 %) rahoittama yritys. Kaupunginkehähankkeen valmisteluun kuului julkinen kuuleminen, joka perustui vuonna 2008 tehtyyn hankkeen ympäristövaikutusten arviointiin. 200 kansalaista ilmaisi huolensa hankkeesta. Kyseiset kaksi kaupunkia hyväksyivät lopullisen hankkeen tammikuussa 2009 ja liikenneministeriö maaliskuussa 2009. Hanke saatiin päätökseen ja otettiin käyttöön vuonna 2019.

Kaupunkirenkaan (M3) suunnittelusta vastaava yrityskonsortio CASJV (Cowi, Arup ja Systra) käytti päivitettyä mallia ottaakseen huomioon rankkasateista johtuvat äärimmäiset tulvat (kuten tapahtui vuonna 2016) ja mukauttaakseen metron suunnittelun mallin havaintoihin vastaavasti. M4-linjan ja sen laajennusten (Norhavn ja Sydhavn) ilmastokestävyyden varmistamiseen on sisällytetty suosituksia jo suunniteltujen toimenpiteiden lisäksi toteutettavista sopeutumistoimenpiteistä, jotka Rambøll-konsulttiyritys on laatinut.

Tärkeimmät menestystekijät ovat: i) integroidun lähestymistavan omaksuminen, mukaan lukien tulvakysymykset koko metron suunnittelukonseptissa toteutettavuusvaiheesta lähtien; ii) kaupunkikehän osalta vuosina 2002 ja 2007 avattujen aiempien metrolinjojen (M1 ja M2) suunnittelusta ja käytöstä saatujen kokemusten perusteella; iii) johdonmukaisuus ja yhtenäisyys koko kaupungin kattavan ilmastonmuutokseen sopeutumista koskevan suunnitelman kanssa.

Tärkein rajoittava tekijä liittyy metrojärjestelmälle alun perin asetettuihin teknisiin ja toiminnallisiin vaatimuksiin, joiden ensisijaisena tarkoituksena on varmistaa optimaaliset julkisen liikenteen palvelut kestävissä taloudellisissa olosuhteissa. Tällaiset vaatimukset koskevat asemien sijaintia, teknisten komponenttien sijoittamista, metroasemien sijoittelua, metrolinjojen reititystä ja muita. Joissakin tapauksissa ne ovat tehneet sopeutumistoimenpiteiden integroinnista haastavampaa.

Ilmastonkestävyyden varmistavien toimenpiteiden toteuttamista Kööpenhaminan metrojärjestelmässä rahoitti Metroselskabet. Ilmastonmuutokseen sopeutumisen ratkaisujen rahoitus sisältyi sekä rakennus- että toimintabudjetteihin. Kaupunginkehän kokonaiskustannukset olivat 22,4 miljardia Tanskan kruunua eli noin 3 miljardia euroa, mikä on hieman enemmän kuin alkuperäiset 21,3 miljardin Tanskan kruunun kustannukset. Ilmastokestävyyden varmistavien toimenpiteiden kustannukset sisältyvät tähän määrään, eikä erillisiä tietoja ole saatavilla.

Ilmastokestävyyden varmistavien toimenpiteiden tärkein hyöty on metroinfrastruktuurille ja -laitteille aiheutuvien vahinkojen ehkäiseminen, toimintahäiriöt ja niihin liittyvät taloudelliset menetykset, jotka liittyvät ilmastonmuutoksen aiheuttamiin tapahtumiin, erityisesti tulviin.

M3 City Ring -metrolinjan rakentaminen perustuu kansallisen parlamentin kesäkuussa 2007 hyväksymään lakiin. Lain perustana ollut hankekuvaus on esitetty vuonna 2005 laaditussa City Circle Line -raportissa. Hanke-ehdotukseen sisällytettiin ilmastonmuutokseen sopeutumista koskevat vaatimukset.

Ilmastonmuutosnäkökohtien sisällyttäminen metrosuunnitteluun on jatkuva mukautuva prosessi, joka on ollut käynnissä ensimmäisen metrolinjan suunnittelusta ja rakentamisesta (2002) lähtien ja jatkuu tähän asti. Vuonna 2010 aloitettiin uuden metrolinjan kaupunkikehän (M3) esirakentaminen. Linja avattiin vuonna 2019, ja se on varustettu korkeatasoisemmalla suojauksella nykyisiä ja tulevia ilmastoon liittyviä riskejä vastaan. Rakennustyöt jatkuvat M4-linjan laajennuksilla: i) (Nordhavn), jossa avattiin kaksi uutta asemaa vuonna 2020 (Nordhavn ja Orientkaj), ja ii) Sydhavn, joka on määrä ottaa käyttöön vuonna 2024. Koska nämä osuudet sijaitsevat lähellä merta, ilmastonmuutosnäkökohtien sisällyttäminen niiden suunnitteluun on erityisen tärkeää.

Metrojärjestelmän suunnitteluikä on noin 100 vuotta, mutta se voi olla vielä pidempi muiden kaupunkien maailmanlaajuisen kokemuksen perusteella. Hyvin ylläpidettynä rakenteellisten sopeutumistoimenpiteiden olisi katettava koko metrojärjestelmän elinkaari.

Cecilie Elisa Juul Martiny
Architectural Engineer
Metroselskabet I/S
Metrovej 5
DK-2300 København S, Denmark
E-mail: cema@m.dk 

Metroselskabet, mukaan lukien Metroselskabetin vuosikertomukset